Možnosti uchovávání časových sérií rastrových dat a jejich metadat v nich Bakalářská práce Zpracovatel : Pavel Ševčík Vedoucí práce : Ing.Antonín Orlík.

Prezentace na téma: "Možnosti uchovávání časových sérií rastrových dat a jejich metadat v nich Bakalářská práce Zpracovatel : Pavel Ševčík Vedoucí práce : Ing.Antonín Orlík."— Transkript prezentace:

1 Možnosti uchovávání časových sérií rastrových dat a jejich metadat v nich Bakalářská práce Zpracovatel : Pavel Ševčík Vedoucí práce : Ing.Antonín Orlík

2 Osnova o Seznámení s řešenou problematikou (data z meteorologických a jiných modelů, metadata) o Možnosti ukládání rastrových souborů (aktuální stav v řešené oblasti) o Volba vhodného grafického formátu o Návrh způsobu ukládání dat (rastrových souborů a příslušných metadat) o Ověřování možností zvoleného způsobu ukládání o Tvorba ukázkové aplikace (skriptu) o Přínosy, využití a celkové zhodnocení navrhovaného řešení

3 Časové série dat o Jedná se o data především z různých meteorologických a jiných modelů, ale i o data z družic, radarů a jiných zařízení o Jsou periodicky produkována a ukládána do rastrových souborů o Jedná se většinou o data ukládána do jediného kanálu formou indexovaných barev o Počet a objem dat neustále roste a vzniká tak potřeba jejich efektivní správy

4 Ukázka dat Model ALADIN (srážky) Model GFS (teplota 2m) CHMI (radar, srážky) METEOSAT

5 Metadata o Popisují vlastnosti a charakteristiky datové sady (obsah, kvalitu, původ, strukturu, referenční systém, distribuci, rozsah a další vlastnosti) o Je snaha sjednotit formu metadat, vznikají různé normy, standardy a vyhlášky o V této práci jsou použity tyto standardy o Standard pro metadata ISO19115 ( 2004) o Rozšiřující standard ISO/PDTS 19139.4

6 Značkovací jazyk XML o Standardizovaný formát pro výměnu informací o Vyvinut a podporován konsorciem W3C o Nezávislost na platformě i na aplikacích o Text je chápán a organizován jako data, význam informací určují XML značky (tagy)

7 Možnosti ukládání rastrových souborů o Ukládání do relačních databází, které umožňují ukládání rastrových souborů do tzv. geodatabáze (ArcSDE, Oracle 9i) o Výhody : víceuživatelský přístup, ochrana dat, dotazovací jazyk atd. o Nevýhody : finanční náklady o Ukládání do souborového systému ve formátu vhodném pro ukládání tohoto typu dat o Nevýhody : velký počet souborů, neorganizovanost souborů atd.

8 Volba vhodného grafického formátu Požadavky : o Neproprietální, obecný formát (není výhradně svázán s nějakým programovým produktem, který jej omezuje) o Podpora bezztrátové komprese obrazu o Možnost zápisu více rastrových souborů do jednoho souboru jako samostatné kanály

9 Volba vhodného grafického formátu Erdas Imagine (.img) o Podporuje plnou paletu barev o Umožňuje vkládání více kanálů o Podporuje ukládání informací o referenčním systému BIL, BIP, BSQ o Umožňují také vkládání více kanálů o Podporuje ukládání informací o referenčním systému (soubor s příponou.hdr) PNG (Portable Network Graphics) o Vznikl jako nástupce formátu GIF o Podporuje barevnou hloubku až do 48. Bitů o Je možné ukládat pouze 4 kanály do jednoho souboru.

10 Volba vhodného grafického formátu GeoTIFF o Je podporován většinou aplikací v GIS o Podporuje plnou paletu barev o Schopnost přirozené reprezentace dat a rozsáhlých rastrových obrazů o Možnost uložit téměř jakýkoliv formát bez ztráty informací o Umožňuje přímý zápis informací o referenčním systému a vkládání meta-tagů.

11 Návrh způsobu ukládání Skládání rastrových obrazů Struktura.tif souboru struktura Tiff souboru Jednotlivé rastrové záznamy uložené jako samostatné kanály Hlavička souboru, metadata a metadata o platnosti, souřad. systém… GeoTiff soubor 02_30.tif 02_00.tif 3-3-2006.tif

12 Ověřování zvoleného způsobu ukládání Grafická knihovna GDAL o Umožňuje provádět mnoho operací s rastrovými daty a formáty (čtení, zápis, transformace, konverze a další) o Je volně ke stažení (open – source) o Je využívána v mnoha aplikacích (GRASS, QGIS, FWTools, UMN MapServer a další) o Obsahuje mnoho programových komponent (gdalinfo, gdal_translate, gdal_merge a další)

13 Ověřování zvoleného způsobu ukládání Driver: GTiff/GeoTIFF Size is 400, 300 Coordinate System is Metadata: Base metadata= Chanel 1 Validity= 2006-04-22 7:00:00 2006-04-22 7:30:00 2006-4-24 23:20:31 Chanel 2 Validity= 2006-04-22 7:30:00 2006-04-22 8:00:00 2006-4-24 23:22:21 Chanel 3 Validity= 2006-04-22 8:00:00 2006-04-22 8:30:00 2006-4-24 23:27:21 Chanel 4 Validity= 2006-04-22 8:30:00 2006-04-22 9:00:00 2006-4-24 23:28:11 Chanel 5 Validity= 2006-04-22 9:00:00 2006-04-22 9:30:00 2006-4-24 23:29:11 Corner Coordinates: Upper Left ( 0.0, 0.0) Lower Left ( 0.0, 300.0) Upper Right ( 400.0, 0.0) Lower Right ( 400.0, 300.0) Center ( 200.0, 150.0) Band 1 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Gray Band 2 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Band 3 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Band 4 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Band 5 Block=400x20 Type=Byte, ColorInterp=Undefined Základní metadata Metadata týkající se platnosti Jednotlivé kanály uložené v souboru

14 Návrh automatizace správy dat o Ke knihovně GDAL je možné přistupovat přes API (C/C++, Perl, Python) o Jako programovací jazyk byl zvolen Python o Bylo navrženo několik skriptů, které automatizují celý proces správy rastrových dat v časových sériích

15 Struktura navrženého řešení Vstupní soubor Adresář, soubor, kanál Hodnota pixelu na souřadnici Výstupní soubor

16 Výhody, přínosy, použití o Možnost užití v podstatě jakéhokoliv standardu pro metadata ve formátu XML o Omezení počtu uchovávaných souborů o Nezávislost na použité platformě o Možnost dalšího rozšíření a možnost implementace skriptů do jiných systémů o Skripty byly odzkoušeny na datech z modelu GFS a datech z radiometeorologického měřené (CHMU)

17 Použité zdroje informací http://www.geostore.cz/prostredky.asp http://www.root.cz/clanky/bitmapove-formaty-tiff-jpeg/ http://www.grafika.cz/art/polygrafie/enctiff.html http://en.wikipedia.org/wiki/LZW http://www.geostore.cz/prostredky.asp http://gis.vsb.cz/GIS_Ostrava/GIS_Ova_2003/Sbornik/Referaty/sumbera.htm http://www.kosek.cz/diplomka/html/xml.html

18 Děkuji za pozornost